[Sergey Beltchicov 0]

Что можно сказать о такой схеме?

Полагаю, схема рабочая. Из плюсов можно отметить, что в смесительной петле, вероятно, можно использовать не ЧФД, а аналоговый ФД в виде миксера (то есть уйти от одного из источников шума). А какие требования должны быть к VCPS ? HMC247 подойдет? И какую скорость предполагается достичь в этом решении?

 

[noise 0]

Не все так просто ребята. Давайте посмотрим, что происходит при переходе на другую частоту. В петле с делителем используется частотно-фазовый детектор, в петле с гармониками фазовый, тк он не имеет связи с VCO, (ну может и смеситель). Итак при переходе на другую частоту, петля с делителем доводит VCO до нужной частоты и затем происходит захват по фазе. В это время в петле с гармониками напряжение ошибки скачет от -U пит до +Uпит. Только после установки частоты и фазы в петле с делителем начинает работать петля с гармониками. Таким образом время установки "хороших шумов" увеличивается в 2 раза, "как минимум" . Далее, если используется смеситель в качестве фазового детектора, то он будет стремится выставить между двумя сигналами фазу близкую к +90 или -90 градусам, ее значение будет зависить от Кпер смесителя умноженному на Кпер петли. для обеспечения постоянной составляющей от случайной фазы гармоник. На выходе смесителя соответственно соответственно может быть или положительное или отрицательное напряжение для одинаковых значений частоты. Ну пока хватит, может где ошибся. Если все правильно, то можно порассуждать дальше.

 

Кстати, есть еще интересный вопрос, что будет, если фазовращатель разместить в цепи REF петли с делителем?

[Chenakin 13]

Не будет ли в такой схеме прыгать шум пока не захватится петля с делителем в обратной связи?

Наверняка будет. Будем засчитывать это в общее время установки.

 

В микросхемах синтезаторов с встроенными ГУН нарезка полос довольно узкая. Какие есть противопоказания использовать их в офсетной схеме?

О какой микросхеме идет речь? Обычно, там ГУН жестко соединен с прескэйлером внутри микросхемы, поэтому влезть с офсетом не получается. Что весьма досадно. Я же имел ввиду отдельный ГУН типа HMC733LC4B на 20 ГГц.

 

Хорошая идея. В петле, где фаза регулируется, нужно постоянно следить за набегом, чтобы не уйти за границы регулирования, например сбрасывать целое число периодов 2*PI*N. Или, что может быть лучше, поставить ФВЧ (AFK приводил пример выше) и регулировать за пределами фликерной зоны, при наличии хорошей PLL в первой петле, не портящей шумы 10 МГц.

Надо моделировать. Можно вторую петлю какое-то время удерживать в 0 на время работы первой. Первая петля тогда будет устанавливать не только частоту, но и фазу (хотя, не хотелось бы что-то там переключать, но…), а вторая в самый ”последний” момент ”слегка” подчищать (не нравятся мне эти словечки, но пока так…). Интересно, какой тогда диапазон регулировки фазы потребуется для второй петли?

 

Полагаю, схема рабочая. Из плюсов можно отметить, что в смесительной петле, вероятно, можно использовать не ЧФД, а аналоговый ФД в виде миксера (то есть уйти от одного из источников шума).

Именно так. Кроме того, может и не потребуется высокое напряжение, чтобы гонять ГУН вверх по частоте. Т.е. есть возможность (по крайней мере, потенциальная) избавиться и от операционника - ещё одного источника шума.

 

А какие требования должны быть к VCPS ? HMC247 подойдет? И какую скорость предполагается достичь в этом решении?

VCPS – это фазовращатель? Требования к фазовращателю пока не рассматривал, нужно моделировать. А по скорости интересно подобраться к микросекундному барьеру - перед тем как окончательно распрощаться с ФАПЧ (не прямо сейчас, понятное дело :)).

 

Итак при переходе на другую частоту, петля с делителем доводит VCO до нужной частоты и затем происходит захват по фазе. В это время в петле с гармониками напряжение ошибки скачет от -U пит до +Uпит. Только после установки частоты и фазы в петле с делителем начинает работать петля с гармониками. Таким образом время установки "хороших шумов" увеличивается в 2 раза, "как минимум" .

Согласен. Но всё относительно. ”увеличивается в 2 раза” – может статься, не так уж и плохо, если сравнивать с другими методами предустановки частоты. Вот, для примера картинка установки частоты у QS:

 

 

На отметке 90 мкс виден переход с одной петли на другую в виде выброса по частоте/фазе. В нашем же случае, я предполагаю, выбросов быть не должно, т.к. нет переключения, и процесс должен быть плавным с самого начала. А петли можно спроектировать на несколько мегагерц, т.е. ”в 2 раза” – это будет микросекунды или доли микросекунд. Можно списать на общее время установки.

 

Кстати, есть еще интересный вопрос, что будет, если фазовращатель разместить в цепи REF петли с делителем?

Тут возникает логическое противоречие, когда две петли начнут корректировать одна другую. Придется устанавливать приоритет (усиление) одной над другой, т.е. опять же их комбинировать. Я же хотел принципиально разделить их, т.к. оптимизировать петли на единицах (а может выше-?) МГЦ – это достаточно утомительно, и лучше это делать по отдельности. Но есть и плюс. Можно использовать фазовращатель на низкой и фиксированной частоте (и с более линейной и повторяемой регулировочной характеристикой), что сильно упростило бы жизнь. Тут стоит подумать.

 

Кстати, можно просуммировать внешнее напряжение на фазовращателе – получим относительно качественную фазовую модуляцию.

Изменено 28 марта, 2017 пользователем Chenakin

[VCO 0]

Предлагаю обсудить/покритиковать следующую схему ФАПЧ...

Извините, Александр, свои идеи по ФАПЧ в силу обстоятельств засунул очень надолго.

 

Снова о ДНЗ: Нащупал структуру и архитектуру понижающего трансформатора для ДНЗ.

Парадокс в том, что у него нет и не может быть сердечника.

Для примера к размышлениям смотрите даташиты монолитных усилителей от 1Вт и более...

[rloc 49]

Кол-во смесителей, в принципе, может быть любым – от одного (простая офсетная схема или многопетлевая) до… сколько подскажет фантазия и практический смысл. Как мы недавно обсуждали с Сергеем, в практическом плане наиболее оптимальным является использование двух-трех каскадов. Но это не суть важно.

Чем больше каскадов, тем больше набегает шумов, но не это главное. Для быстродействия желательно уменьшать последовательную цепочку, в том числе ее физическую длину (задержку). Можно провести аналогию с ОУ - общая длина обратной связи с резистором составляет единицы миллиметров, а нелинейность из-за задержки проявляется уже на 10 МГц при полосе 1 ГГц (для примера, порядок цифр). Теоретически, если свести длину "воронки" в несколько единиц миллиметров, можно приблизиться по быстродействию к аналоговому фильтру, красиво? Но, практически, некоторые виды смесителей потеряли былую популярность, поэтому аккуратно отложим этот вариант на полочку.

 

Требования к фазовращателю пока не рассматривал

И желательно не добавить шумов, как с аналоговыми аттенюаторами, бывают по структуре очень близки.

 

вероятно, можно использовать не ЧФД, а аналоговый ФД в виде миксера (то есть уйти от одного из источников шума)

У ЧФД полоса захвата больше, петля с ФВ начнет работать раньше.

 

Можно вторую петлю какое-то время удерживать в 0 на время работы первой. Первая петля тогда будет устанавливать не только частоту, но и фазу (хотя, не хотелось бы что-то там переключать, но…), а вторая в самый ”последний” момент ”слегка” подчищать (не нравятся мне эти словечки, но пока так…). Интересно, какой тогда диапазон регулировки фазы потребуется для второй петли?

Удержание в 0 - это возврат к варианту QS, со схемой определения момента включения. Интуитивно, с ФВЧ - более правильный вариант (а может и единственный) и диапазон вращения фазы меньше (= дешевле).

[тау 29]

я заметил что схема Полякова - Бобковича из статьи , приведенной AFK чуть выше, похожа на то что предложил А. Ченакин в п.2394. Та-же вторая петля "очистки" последовательно включенная после первой целочисленной, разница лишь в выборе частоты работы ФД второй петли (вверху или внизу)

 

Кстати, есть еще интересный вопрос, что будет, если фазовращатель разместить в цепи REF петли с делителем?

Будет петля в петле.

будет совершена попытка уменьшить шум , приведенный ко входу ФД внутренней петли. Но существенно подавить не получится, потому что "петля в петле" и внутренняя целочисленная петля имеет полюс близко к своей границе справа , вторая (внешняя) петля на этом полюсе возбудится если не принять непопулярных мер. Но перенос полюса внутренней петли правее и создание условий устойчивости внешней петли приведут к недостаточной фильтрации спур на частоте сравнения - а уж они внешней петлей никак не подавятся .

 

Интересно, какой тогда диапазон регулировки фазы потребуется для второй петли?

...

VCPS – это фазовращатель? Требования к фазовращателю пока не рассматривал, нужно моделировать. А по скорости интересно подобраться к микросекундному барьеру - перед тем как окончательно распрощаться с ФАПЧ (не прямо сейчас, понятное дело :)).

 

диапазон регулировки фазы , имхо, должен выбираться исходя из абсолютного значения rms фазового шума в градусах после первой петли (умноженному на 3 , ибо ±3 сигма не забудем) Джиттер в rms считается исходя из левой и правой границы интегрирования. В качестве левой по частоте - то о чем сказал rloc в посте 2396 (ФВЧ 10гц например) , а в кач. правой - полоса петли второй ФАП.

 

 

 

 

[тау 29]

А по скорости интересно подобраться к микросекундному барьеру - перед тем как окончательно распрощаться с ФАПЧ

скрифапч не нужен :)

в этой странной связи, вашему вниманию предлагается коррекционная схема неправильной фазы и неверной частоты :))

 

Например , Фапч тянула но не дотянула до истинной частоты ±15 Гц - на выходах IQ будут эти ±15 Гц с нужным знаком , которые подмешаем в квадратурном модуляторе и получим искомое. То же и с фазой, то есть еённым шумом. В данном варианте квадратурный модулятор используется как универсальный фазовращатель на любое число градусов.

А далее, последовательно, можно поставить еще кондиционер ФШ , например как в посте 2394.

[AFK 0]

О какой микросхеме идет речь? ... Я же имел ввиду отдельный ГУН типа HMC733LC4B на 20 ГГц.

Забыл что речь идет о синтезе десятков гигагерц. Предложить нечего. STuW81300 где-то близко, но не дотягивает.

 

Обычно, там ГУН жестко соединен с прескэйлером внутри микросхемы, поэтому влезть с офсетом не получается. Что весьма досадно.

А что если немного переделать схему и всё-таки влезть с офсетом, будет ли такой вариант работать? (зелёным контуром обведена микросхема ФАПЧ, например max2871):

[Chenakin 13]

Для быстродействия желательно уменьшать последовательную цепочку, в том числе ее физическую длину (задержку). Можно провести аналогию с ОУ - общая длина обратной связи с резистором составляет единицы миллиметров, а нелинейность из-за задержки проявляется уже на 10 МГц при полосе 1 ГГц (для примера, порядок цифр). Теоретически, если свести длину "воронки" в несколько единиц миллиметров, можно приблизиться по быстродействию к аналоговому фильтру, красиво?

В целом согласен. Но… Вы же видели длину пути в КС? А несколько МГц вытягивает нормально. Не уверен, что нужно всё стягивать в точку. Пока у меня проблемы были банально из-за RC-номиналов, но не физ. размеров.

 

И желательно не добавить шумов, как с аналоговыми аттенюаторами, бывают по структуре очень близки.

Здесь регулирующий элемент находится внутри петли ФАПЧ.

 

У ЧФД полоса захвата больше, петля с ФВ начнет работать раньше.

По-моему, это не принципиально (было бы даже лучше, если вторая петля начнет работать позже – на конечном временном участке, чтобы не гонять ФВ по полной программе).

 

я заметил что схема Полякова - Бобковича из статьи , приведенной AFK чуть выше, похожа на то что предложил А. Ченакин в п.2394

Да, спасибо, AFK привел ссылку. Вообще сама по себе идея не нова в том или ином виде. Но раньше казалось несуразностью городить ещё одну петлю и притягивать за уши второй регулирующий элемент (зачем, если уже есть ГУН?). И только сейчас подобрались к тому моменту, что функции предустановки и собственно фазовой автоподстройки возможно лучше не совмещать.

 

Будет петля в петле.

Именно так. Но там прозвучал такой интересный момент – функцию фазовой подстройки (второй регулирующий элемент) выполнять на фиксированной (в узкой полосе) и низкой частоте. Интересно, можно ли это каким-то боком вытащить? Попутно навеяло вопрос (см. рис.). Замыкаем первый ГУН1 с помощью однопетлевой шумной ФАПЧ1. Второй регулирующий элемент – узкополосный, низкочастотный ГУН2 (например, CRO) – замыкаем малошумящей офсетной ФАПЧ2 (коррекция фазы и спуров). Арифметику пока оставим в покое (можно, например, работать на соседней гармонике). Вопрос (в принципе), можно ли убрать продукты миксера (боковую и LO) c помощью второй ФАПЧ? Или это уже полный бред?

 

___.pdf

 

--------------

Смотрю, пока писал ещё два поста добавилось, комментарии устаревают на ходу. Хорошенько так идёт :)

Изменено 28 марта, 2017 пользователем Chenakin

[Sergey Beltchicov 0]

А что если немного переделать схему и всё-таки влезть с офсетом, будет ли такой вариант работать? (зелёным контуром обведена микросхема ФАПЧ, например max2871):

Это будет простая однопетлевая схема с делителями в петле и ростом фазового шума в 20log от максимального кэфа деления. Большинство чипсетов со встроенными ГУНами имеют этот недостаток.

в этой странной связи, вашему вниманию предлагается коррекционная схема неправильной фазы и неверной частоты :))

 

Например , Фапч тянула но не дотянула до истинной частоты ±15 Гц - на выходах IQ будут эти ±15 Гц с нужным знаком , которые подмешаем в квадратурном модуляторе и получим искомое. То же и с фазой, то есть еённым шумом. В данном варианте квадратурный модулятор используется как универсальный фазовращатель на любое число градусов.

А далее, последовательно, можно поставить еще кондиционер ФШ , например как в посте 2394.

 

Вот эта схема мне нравится, пожалуй, даже больше первоначального варианта от Александра. Тем более, если учесть, что "верхняя" пара миксеров (по выходу VCO) на схеме это, в действительности, может быть одна квадратурная микросхема (например, MLIQ0218 от Марки) с небольшой обвязкой в виде внешнего гибрида 0/90 по I/Q портам. А нижнюю пару, вероятно, можно представить какой-нибудь ADLкой (типа ADL3857). Не будем забывать, что схема частотно-кратного синтеза предполагает "первую" гармонику на входах ФД (выходе делителя R и IF выходе офсетной гирлянды), то есть низкую частоту по RF/LO квадратурного демодулятора.

Изменено 29 марта, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[khach 38]

в этой странной связи, вашему вниманию предлагается коррекционная схема неправильной фазы и неверной частоты :))

Я когда- то нечто подобное городил на ADL5385 и ADL5386 ( квадратурных модуляторах). Очень забавный спектр ФШ в таких схемах получается, ассиметричный относительно основного тона. Прийдется брендам всю измериловку ФШ переделывать, если такие блок-схемы войдут в жизнь.

 

[AFK 0]

Это будет простая однопетлевая схема с делителями в петле и ростом фазового шума в 20log от максимального кэфа деления. Большинство чипсетов со встроенными ГУНами имеют этот недостаток.

Не согласен. Получается эквивалент первоначальной схемы. Только в выражении для выходной частоты множитель переходит в знаменатель.

Было: Fout = Fref_high*(1+ (1/R)+(1/D))

Стало: Fout = Fref_high/(1+ (1/N)+(1/D))

 

Изменено 29 марта, 2017 пользователем AFK

[Sergey Beltchicov 0]

Не согласен. Получается эквивалент первоначальной схемы. Только в выражении для выходной частоты множитель переходит в знаменатель.

Было: Fout = Fref_high*(1+ (1/R)+(1/D))

Стало: Fout = Fref_high/(1+ (1/N)+(1/D))

 

Боюсь, Вы заблуждаетесь. Обратите внимание, что на первом рисунке все делители находятся ВНЕ ПЕТЛИ. А в Вашем варианте все делители внутри. Поэтому у Вас будет 20log N от максимального кэфа деления.

 

Далее: что значит "эквивалент первоначальной схемы"? Эквивалент должен подразумевать, что существуют такие R и D в первом случае, и такие N и D во втором случае, что при одинаковых Fref_high мы получим одну и ту же Fout?

То есть Fref_high*(1+ (1/R)+(1/D))=Fref_high/(1+ (1/N)+(1/D))?

Смотрим: если Fref_high одно и то же, то

1+ (1/R)+(1/D)=1/(1+ (1/N)+(1/D)), что означает, что число больше 1 равно числу меньше 1. Противоречие?

 

 

Правильная формула запатентованной офсетной схемы Александра такая:

Fvco = Fref_high*(C1/D1 + C2/D2 ... + 1/R), где

Fref_high/R - это первая гармоника, она же частота сравнения,

С1,С2 - умножители

D1,D2 - делители

Все делители (D1, D2, R) стоят за петлей.

"Умножитель" в данном случае "арифметическое" понятие. По реализации необязательно (ну про это перетирали много раз).

 

Для иллюстрации приведу пример (частоты беру "от балды", не из плана КС). Допустим имею Fref_high 6400 МГц. Как мне синтезировать, допустим, 9900 МГц? Ставим ГУН грязной петлей на эту частоту. Потом 6400 делим на 2, берем 3-ю гармонику, смешиваем с 9900, затем берем ПЧ и смешиваем с 6400/32 (или как вариант с 6400/16), а затем перезахватываем ГУН через частоту сравнения 100 МГц. 9900=6400*(3/2+1/32+1/64) или 9900=6400*(3/2+1/16-1/64). Просто и красиво. Особенно красиво в варианте даунконвертора (другими, словами в косвенном синтезе). С апконвертором (синтезом прямым) возни уже больше, но тоже увлекательно.

Изменено 29 марта, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[Dr.Drew 4]

О продуктах. Как и обещал показать. Первый образец. На источнике показано потребление. В принципе, можно и в 2.0 втыкать.

Изменено 29 марта, 2017 пользователем Dr.Drew

[Шаманъ 0]

Обратите внимание, что на первом рисунке все делители находятся ВНЕ ПЕТЛИ. А в Вашем варианте все делители внутри. Поэтому у Вас будет 20log N от максимального кэфа деления.

Я подобную схему использую у себя (помните с пол-года назад писал про нее в том числе) и позволю не согласиться:

 

 

Так вот N у меня = 1, а делитель R шумы добавить не может (в смысле на 20 log R). Как по мне такая же ситуация и у предложенной выше схемы - основной вклад в сигнал на выходе ФД будет через нижнюю часть схемы. Делитель D с вторым смесителем можно рассмотреть, как дробный делитель с Кд около 1, так что схемы +-эквивалентны.

Изменено 29 марта, 2017 пользователем Шаманъ